ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Время пребывания частиц в псевдоожиженном слое из "Основы техники псевдоожижения" Оц — расход циркулирующего твердого материала в единицу времени. [c.192] Интенсивное перемешивание в псевдоожиженном слое приводит к тому, что все частицы (в том числе и только что введенные в систему) имеют практически одинаковую вероятность покинуть слой с выводимым из аппарата материалом. В результате из порции, вводимой в псевдоол иженный слой, некоторые частицы будут находиться в этом слое весьма малое время, тогда как другие задержатся на время, значительно превышающее среднюю величину 0. На практике разное время пребывания твердых частиц в псевдоожиженном слое приводит к неоднородности в их обработке (различная влажность при сушке, разная степень химического превращения и т. д.). [c.192] Теоретическое распределение времени пребывания частиц в псевдоожиженном слое может быть найдено следующим образом [44, 181, 247, 344, 418, 419, 434, 435, 479, 545, 751]. [c.192] Пусть в непрерывно действующем аппарате с псевдоожиженным слоем, содержащим постоянное количество твердого материала Ст (рис. У1-1б, а), в начальный момент времени т = 0 концентрация меченого твердого материала составляет Сот. Допустим далее, что ко времени т от частиц меченого материала остается лишь некоторая доля х концентрация его к этому времени составляет Со х. За бесконечно малый промежуток времени с1х количество твердого меченого материала уменьшится, очевидно, на (СтСот- с). [c.192] Цифры у кривых представляют собой отношение минимального времени То к среднему времени пребывания 2с. [c.194] Влияние минимального времени то на время пребывания частиц в псевдоожиженном слое иллюстрируется на построенном нами графике (см. рис. У1-17). Мы видим, что по мере увеличения тс (или отношения ха/га) и приближения его к среднему времени пребывания 2о (то/2о- 1) спектр времени пребывания становится более узким, т. е. повышается равномерность во времени пребывания отдельных частиц в реакционной зоне. При го = го имеет место идеальное вытеснение частиц. [c.195] Таким образом, для сужения спектра времени пребывания частиц в спевдоожиженном слое следует задержать их внедрение в слой. Это может быть осуществлено путем увеличения отношения высоты слоя к его диаметру (если ввод и вывод материала осуществляются на противоположных концах слоя), размещения в слое вставок, затрудняющих перемещение твердого материала от точки ввода к точке вывода. Наконец, к сужению спектра приводит секционирование аппарата (см. рис. У1-16, б), обеспечивающее движение материала из секции в секцию только в направлении от входа к выходу. Если принять, что внедрение частиц в слой в пределах каждой секции происходит мгновенно (т. е. при то- 0), то нижние ветви кривых 1—х = /(т/2о), в отличие от изображенных на рис. У1-17, должны начинаться в точке (О, 0), тогда как верхние ветви (при т 2о) при секционировании будут весьма близко следовать характеру кривых на рис. VI-17. [c.195] Распределение времени пребывания частиц мол но охарактеризовать с помощью плотности вероятности [529], однозначно определяемой через вероятность выхода частиц из слоя (1 —х). [c.196] Цифры у кривых соответствуют количеству секций. [c.197] Заметим, что с помощью правила Лопиталя уравнение (VI. 18) при 2 гг превращается в (VI.14). [c.199] На рис. УМ9 приведена зависимость величины (1—л ) от т/зо при различном распределении общего количества твердого материала От по секциям (при разных 0,1/0,), или, что то же самое, при разных значениях 1/30. Как видно из рис. У1-19, наиболее узким получается спектр времени пребывания частиц в слое в целом при одинаковом среднем времени пребывания частиц в разных секциях 2 1=2 2 = 0,5 2о, т. е. при одинаковых количествах твердого материала в разных секциях 0,1 = 0,2- Чем больше величина гх/ха отклоняется от 0,5 (в сторону нуля или единицы), тем больше кривая 1 —х = /(т/го) приближается к характеристике односекционного аппарата, совпадая с ней при 21/20 = 0 или 21/20=]. Заметим, что для величин 21/20, равных 0,1 и 0,9 или 0,3 и 0,7 (вообще для равных 21/20 и 1—21/20), кривые —x = f(x/zQ) совпадают. [c.199] Между прочим, показано также [55], что работа с одинаковыми количествами катализатора в разных секциях наиболее целесообразна при осуществлении изотермических реакций 1-го порядка, так как требует минимального суммарного объема катализатора. [c.199] Оц — количество материала, циркулирующего между аппаратами в единицу времени. [c.201] Стрелками показаны абсциссы отсчета. [c.202] Очевидно, при осуществлении процессов с полным перемешиванием твердого материала величина Тср./ о более всего отличается от 1, а с ростом количества секций N она возрастает, асимптотически приближаясь к единице при Л/ оо (т. е. при идеальном вытеснении). [c.202] Вернуться к основной статье